为提高充填液压支架后顶梁的疲劳寿命并降低制造成本,采用拓扑分析方法分析后顶梁的应力传递路径及可去除材料分布。根据拓扑分析结果,重新设计了后顶梁结构并建立其参数化三维模型,利用ANSYS Workbench软件对后顶梁进行多目标优化设计,分析优化后的后顶梁的质量、最大应力及疲劳寿命。结果显示,优化后的后顶梁空载内侧应力和满载外侧应力分别减少了5.8%和14.3%,疲劳寿命提高了11.63%,整体质量减轻了2.03%。优化后的后顶梁具有优越的静态性能及疲劳性。

基于矿物质直驱车铣复合中心的立柱大多为实心结构,存在材料消耗大、整体偏重、制造成本高等问题,以CXK80型矿物质立柱为原型,对其开展动静态性能和热传导分析,把减轻矿物质立柱的质量、提高强度和刚度作为优化目标,运用拓扑优化和基于遗传算法的多目标尺寸优化方法对其进行减重设计。仿真结果显示矿物质立柱经优化后减重14.2%,导轨镶嵌面温度降低21%,且立柱的前2阶模态均有相应提升。为验证仿真分析的有效性,利用模态锤击的方法进行验证,实验数据和仿真数据基本一致,误差在3%以内,实现了矿物质立柱减重、节省制造成本的目标。

对基于分析驱动设计的白车身焊点布局多目标优化进行研究。首先建立隐式参数化白车身关键零部件模型,以实现有限元模型的快速更新,并验证其准确性。利用Isight优化平台集成参数化模型和相关计算模块实现后台全自动运算功能。以焊点数量最小,扭转刚度最大为目标,焊点的间距为设计变量,采用NSGA-II算法对白车身进行轻量化多目标优化设计。优化结果表明在扭转刚度基本不变的前提下,焊点总数量与初始值相比减少了179个,优化效果明显,同时计算效率较高,证实了隐式参数化设计结合Isight优化平台方法在汽车平台开发设计方面的高效性与实用性。

综合考虑柱塞泵轻量化和流量脉动两方面的性能要求,利用最优化设计方法对柱塞泵缸体进行设计。以柱塞泵缸体体积与流量脉动系数作为优化目标,建立多目标优化模型。经过对比,优化后的结果能显著降低流量脉动。

给出了采用X-Q自适应控制器构成的一类非线性控制器以及实现多目标优化控制系统的计算机辅助设计参数寻优方法，讨论怎样应用X—Q自适应控制器实现多目标优化控制，并给出实现多目标优化材料试验机施力系统的实例，计算机仿真校验其性能指标的结果表明，多目标优化系统的性能指标好，设计方法简单、通用、适用于工程设计。

针对打捆机捡拾器捡拾效果不理想的问题，提出评价捡拾效果优劣的两个重要指标：捡拾器捡漏区面积和弹齿与物料的接触速度。通过对捡拾器进行运动学分析，构建捡拾器捡拾多目标优化设计数学模型。该模型以捡拾器捡漏区面积最小、捡拾器对物料损坏率低为目标，对滚筒转速、弹齿个数、行驶速度、滚筒半径、曲柄长度、基圆半径及弹齿长等参数进行优化设计，并采用遗传算法对该模型进行求解。最后通过ADAMS软件对优化设计方案进行仿真验证，捡拾器捡漏区面积缩小了57.4%，接触速度减少了6%，从而验证了该优化设计方法的正确性和有效性。

以提高并联机构多目标优化设计结果的可靠性为目的。首先根据性能评价指标构建3-PUU并联机构多目标优化设计模型,利用试验设计(DOE)和多目标优化算法(NSGA-Ⅱ)进行确定性多目标优化设计。然后分析量化3-PUU并联机构在设计制造中所涉及到的随机不确定性因素,利用6Sigma设计(DFSS)方法进行6Sigma可靠性分析以及考虑随机不确定性因素的6Sigma优化,建立一种有效的考虑不确定性的3-PUU并联机构多目标可靠性优化方法。研究结果表明,考虑不确定因素的多目标优化设计方法得到的优化结果可靠度更高,更加符合实际工程需求。

针对某赛车参赛过程中出现的转向回正力过大,过度转向趋势以及抗制动点头造成球铰间隙过大等问题,论文首先采用“二次瞬轴法”设计多连杆悬架虚拟主销,应用多体动力学仿真软件ADAMS/Car模块建立前悬架与转向系统虚拟样机;之后对主销后倾角、车轮外倾角、前束角及抗制动纵倾性四个参数仿真并应用ADAMS/Insight模块进行多目标优化设计;优化后的多连杆悬架能够提供合适的回正力矩,赛车具有轻微的不足转向趋势,同时赛车抗制动点头现象也得到明显改善。为大学生方程式赛车中的多连杆悬架设计和优化提供了参考。

减速器设计工作的主要部分是齿轮传动的设计，用传统的方法设计齿轮传动，设计时间长，工作量大，而且设计结果不一定是最优的设计。文中建立齿轮传动优化设计的数学模型，并且将齿轮的基本结构参数作为设计变量，体积最小化作为目标函数，强度、刚度、空间尺寸等要求作为设计约束条件，运用MATLAB编制齿轮优化设计程序，快速计算出符合设计要求且体积最小的齿轮。

在分析齿轮泵各性能指标的基础上，构建了一个多目标离散变量优化设计数学模型，并综合应用约束变尺度法ＣＶＭＯＬ和离散变量复合形法ＭＤＣＰ两种优化方法，解决了求解离散变量最优化问题。通过对引进新产品ＱＣ１６／１７型齿轮动力油泵进行优化后发现：优化结果与泵的实际参数很吻合。